曝气过滤沉淀工艺处理造纸制浆废水

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最后更新：	2017-08-19 11:47
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曝气过滤沉淀工艺处理造纸制浆废水优势

(1)采用气浮—水解酸化—IC—曝气—混合反应—砂滤组合工艺处理造纸制浆废水能达到预期效果,出水水质达到《制浆造纸工业水污染排放标准》(GB 3544—2008)。实践证明该工艺抗冲击负荷能力强,运行成本低,自动化程度高。
(2)用低浓度造纸废水稀释高浓度制浆废水后进行生化处理,二沉池出水COD、BOD、色度等与传统工艺相比(制浆废水经厌氧、好氧处理;造纸废水只进行好氧处理)变化不明显,但是混合后的废水经IC反应器处理后,厌氧段CODCr去除率较单独处理制浆废水降低5%~10%,沼气产量与传统工艺相比增多20%~33%,颗粒污泥乌黑发亮,颗粒度增加,厌氧污泥量增加。好氧处理系统好氧剩余污泥量减少17%~20%,减少了污泥处理费用,节约成本。
(3)运行中产生的副产物沼气经脱硫处理后被用作能源代替天然气,用于造纸生产,既减少燃烧对大气的污染,又降低了造纸生产成本,实现资源的合理利用;产生的厌氧颗粒污泥,出售给建有厌氧处理设备的污水处理厂,给公司增加一定的收入。
(4)该工程总投资9 900多万元,运行费用为1.89元/m3,其中化学药品费用0.96元/m3。

1·工程概况
目前,造纸生产废水通常采用气浮—好氧—沉淀工艺。制浆废水一般采用水解酸化—厌氧—沉淀处理工艺。两种工艺都存在工艺抗冲击负荷小、运行成本高、出水水质波动大等特点。为加大环境污染治理力度,2008年8月1日国家新颁布并实施《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008)。随着国家实施林浆纸一体化战略规划,建设了一大批林浆纸一体化企业。全国第一批10个林浆纸一体化企业濮阳龙丰纸业有限公司选用气浮—水解酸化—IC—曝气—混合反应—砂滤工艺处理其生产废水,运行实践证明该工艺能够保证废水低成本达标排放。工程设计进水水量、水质及排放标准见表1,工艺流程见图1。

    2·主要构筑物及设计参数
    (1)格栅。采用链条式机械格栅,宽600 mm,栅距5 mm,安装角度60°,人工清渣。
    (2)浅层气浮池。碳钢结构,部分管件为不锈钢,直径13 m,HRT 5~7 min。
    (3)初沉池。钢筋混凝土结构,直径24 m,表面负荷0.6 m3/(m2·s)。
    (4)水解酸化池。钢筋混凝土结构,有效容积3 000 m3,HRT 4.5 h,用来调节废水可生化性。
    (5) IC反应器。立式碳钢骨架,不锈钢管件,有效容积3 800 m3,高度24 m。IC反应器沼气产量与传统工艺相比增多20%~33%,颗粒污泥乌黑发亮,颗粒度增加。
    (6)曝气池。钢筋混凝土结构,采用表曝机曝气,有效容积2 000 m3,水深4.5 m,进一步降解COD。
    (7)二沉池。钢筋混凝土结构,直径46 m,表面负荷0.5 m3/(m2·s)。
    (8)催化氧化池。钢筋混凝土结构,有效容积6 000 m3,水深5 m。通过向废水中加入强氧化剂(双氧水、次氯酸钠等),使废水中难以生物降解的大分子物质降解成容易被生物降解的小分子物质,进一步降低废水中COD、BOD等。
    (9)混合反应池。钢筋混凝土结构,有效容积300 m3,水深3 m。通过加入混凝剂、絮凝剂等物质,将废水中含有的重金属离子以螯合的方式去除,同时去除色度,是色度达标排放的关键工序。
    (10)终沉池。钢筋混凝土结构,直径46 m,表面负荷0.5 m3/(m2·s)。
    (11)砂滤池。钢筋混凝土结构,有效容积650 m3。砂滤池内装有大量不同粒径的砂石,截留废水中的悬浮物,通过定期反冲洗保证其过滤效果。
    3·工程运行情况
    3.1气浮池
    经过长时间的生产运行调试,选择气罐进出口工作压力0.6 MPa和0.5 MPa,混凝剂PAC投加量为30~40 mg/L,絮凝剂PAM投加量为3~6.5 mg/L,去除化学药品(碳酸钙)和SS效果较好,气浮出水较清澈,CODCr去除率达到10%~22%,SS去除率达到20%~35%。
    3.2　水解酸化池
    废水在水解酸化池内液位一般控制在60%~80%,HRT 4 ~ 5 h,废水预酸化度一般控制在25%~30%,通过调整酸碱度和投加含磷、氮物质,调整C∶N∶P,为厌氧微生物提供适宜生长环境。水解酸化池内装有4台潜水搅拌机维持酸化池内废水均匀混合。
    3.3　IC反应器
    IC反应器内投加有大量厌氧颗粒污泥,含有大量甲烷菌、硫酸菌、乙酸菌等多种微生物。通过控制容积负荷、污泥负荷、上流速度等主要设计参数和pH、温度、营养物质、毒性物质等外界条件保证厌氧处理高效运行。运行实践证明,在微生物需要的外界条件满足时,容积负荷20~28 kgCODCr/(m3·d),上升流速5.5~6.5 m/h时,CODCr去除率达60%~67%,沼气产气量达0.45~0.55 m3/tCODCr。
    3.4曝气池
    运行实践表明,DO 2.5~4 mg/L,SV3050%~75%,MLSS 5 500 ~ 7 500 mg/L时,好氧系统CODCr去除率较高,达到78%~85%。
    3.5　催化氧化池
    本工序采用多相催化氧化工艺,根据二沉池出水CODCr、色度调整投加氧化剂量。本工艺主要投加的氧化剂为双氧水、次氯酸钠。运行实践证明,投加0·55 g/L双氧水(质量浓度35%),170 mg/L次氯酸钠(质量浓度17%),可提高废水中BOD/COD至0.3以上,色度去除率稳定在50%~65%,CODCr去除率达到50%~55%,减轻了后续混凝反应的压力和运行成本。
    3.6　混合反应池
    加药混凝处理可以有效降低工业生产废水的浊度,去除废水中呈胶体状的高分子有机物质及其他细微颗粒物质,同时可以有效降低废水的色度。大量生产运行实践证明投加硫酸亚铁对处理制浆造纸废水效果最为显著。PAC投量为104·4 mg/L,PAM投量为0·4 mg/L。
    3.7　砂滤池
    砂滤池内装有粒径为25~40 mm的实心块状填料,如碎石、卵石、炉渣、细砂等,填料高度2 m。滤速10 m/h,冲洗强度15 L/(s·m2),冲洗时间5 min。
    4·工程运行效果
    经过2个月的调试,系统运行稳定,各项水质均达到排放标准,详见表2。